Hva er et statisk relé: fungerer og dets applikasjoner

Faststoffet relé eller statisk relé ble først lansert i år 1960. Som navnet antyder, innebærer begrepet statisk i det statiske reléet at dette reléet ikke har noen bevegelige deler i seg. Sammenlignet med et elektromekanisk relé, er levetiden til dette reléet lengre og responshastigheten er raskere. Disse reléene ble designet som halvlederenheter som inkluderer integrerte kretser , transistorer, små mikroprosessorer, kondensatorer osv. Så disse typer releer erstatte nesten alle funksjonene som ble utført tidligere gjennom et elektromekanisk relé. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over en statisk relé – jobbe med applikasjoner.

Hva er et statisk relé?

En elektrisk betjent bryter som ikke har bevegelige deler er kjent som et statisk relé. I denne typen relé oppnås utgangen ganske enkelt gjennom de stasjonære komponentene som magnetiske og elektroniske kretser . Statiske releer sammenlignes med releer av elektromekanisk type fordi disse reléene bruker bevegelige deler for å utføre en svitsjehandling. Men begge reléene brukes til å kontrollere elektriske kretser ved hjelp av en bryter som er åpen eller lukket basert på en elektrisk inngang.

Disse typene releer er hovedsakelig designet for å utføre lignende funksjoner ved hjelp av elektronisk kretskontroll som et elektromekanisk relé utfører ved å bruke elementer eller bevegelige deler. Et statisk relé avhenger hovedsakelig av utformingen av mikroprosessorer, analoge solid-state-kretser eller digitale logiske kretser.

Statisk reléblokkdiagram

Det statiske reléblokkskjemaet er vist nedenfor. De statiske relékomponentene i dette blokkskjemaet inkluderer hovedsakelig en likeretter, forsterker, o/p-enhet og relémålekrets. Her inkluderer målekretsen til reléet nivådetektorene, logisk port og komparatorene som amplitude og fase.

I blokkdiagrammet ovenfor er overføringslinjen ganske enkelt koblet til strømtransformatoren (CT) eller potensiell transformator (PT) slik at overføringslinjen gir inngangen til CT/PT.

Utgangen til strømtransformator gis som en inngang til likeretteren som likeretter inn AC-signalet til DC-signalet. Dette DC-signalet gis til måleenheten til et relé.

Måleenhetsreléet utfører den mest betydningsfulle handlingen som er nødvendig i det statiske relésystemet ved å detektere inngangssignalnivået gjennom nivådetektorene og evaluere størrelsen og fasen til signalet gjennom komparatorene for å utføre de logiske portoperasjonene.

I dette reléet brukes to typer komparatorer amplitude- og fasekomparatorer. Hovedfunksjonen til amplitudekomparatoren er å sammenligne inngangssignalets størrelse, mens fasekomparatoren brukes til å sammenligne fasevariasjonen til inngangsmengden.

Relémåleenheten o/p er gitt til forsterkeren slik at den forsterker signalets størrelse og overfører den til o/p-enheten. Så denne enheten vil styrke utløsningsspolen slik at den utløser CB (kretsbryter).

For drift av forsterkeren krever måleenheten til reléet og o/p-enheten en ekstra DC-forsyning. Så dette er den største ulempen med dette statiske reléet.

Arbeidsprinsipp for statisk relé

Virkningen av det statiske reléet er for det første at strømtransformatoren/potensialtransformatoren mottar inngangsspenningen/strømsignalet fra overføringslinjen og gir det til likeretteren. Etter det endrer denne likeretteren AC-signalet til DC og dette blir gitt til måleenheten til reléet.

Nå identifiserer denne måleenheten inngangssignalnivået etter at den sammenligner størrelsen og fasen til signalet med den tilgjengelige komparatoren i måleenheten. Denne komparatoren sammenligner i/p-signalet for å være sikker på om signalet er defekt eller ikke. Etter det forsterker denne forsterkeren signalets størrelse og sender det til o/p-enheten for å aktivere utløserspolen for å utløse strømbryteren.

Statiske relétyper

Det er forskjellige typer statiske reléer tilgjengelig som diskuteres nedenfor.

• Elektroniske releer.
• Transduser reléer.
• Transistor releer.
• Likeretterbro reléer.
• Gauss effekt reléer.

Elektronisk relé

Et elektronisk relé er en slags elektronisk bryter som brukes til å betjene kretskontaktene ved å åpne og lukke uten noen mekanisk handling. Så, i denne typen relé, brukes den nåværende bærerpilotrelémetoden for å beskytte overføringslinjen. I denne typen reléer brukes hovedsakelig elektroniske ventiler som måleenheter.

Transduserrelé

Transduktorrelé er også kjent som magnetisk forsterkerrelé, som er veldig enkelt mekanisk og selv om noen av dem kan være elektrisk lite kompliserte, så dette endrer ikke påliteligheten deres. Siden deres drift for det meste er avhengig av stasjonære komponenter hvis egenskaper ganske enkelt er forhåndsbestemt og verifisert. Dermed er de veldig enkle å designe og teste sammenlignet med elektromekaniske releer. Vedlikeholdet av disse reléene er praktisk talt ubetydelig.

Transistor relé

Et transistorrelé er det mest brukte statiske reléet der transistoren i dette reléet fungerer som en triode for å overvinne begrensningene forårsaket av de elektroniske ventilene. I dette reléet brukes en transistor som en forsterkerenhet og en svitsjenhet som gjør den egnet for å oppnå enhver funksjonell karakteristikk. Generelt kan ikke transistorkretser utføre bare de nødvendige reléfunksjonene, men gir også den nødvendige fleksibiliteten for å passe forskjellige relékrav.

Likeretterbroreléer

Likeretterbroreléer er veldig kjente på grunn av utvikling av halvlederdioder. Denne typen relé inkluderer et polarisert bevegelig jernrelé og bevegelig spole og også to likeretterbroer. De vanligste er relékomparatorer basert på likeretterbroer, som kan ordnes som enten amplitude- eller fasekomparatorer.

Gauss effekt reléer

Noen metaller så vel som halvlederes resistivitet endres ved lavere temperaturer når de blir utsatt for magnetfeltet i reléer som er kjent som Gauss-effektreléet. Denne effekten avhenger hovedsakelig av forholdet mellom dybde og bredde og øker med økningen innenfor dette forholdet. Denne effekten er ganske enkelt observert i enkelte metaller ved romtemperatur som vismut, Indium Magneto, indiumarsenid, etc. Denne typen relé er bedre sammenlignet med Hall Effect-reléet på grunn av enklere kretser og konstruksjon. Men gauss-effekten innenfor statiske reléer er begrenset på grunn av de høye prisene på krystall. Så polarisasjonsstrømmen er ikke nødvendig og utgangen er relativt høyere.

Hvordan koble et statisk relé til en mikrokontroller

Grensesnittet til et solid-state-relé eller statisk relé med et mikrokontrollerlignende Arduino-kort er vist nedenfor. Hovedforskjellen mellom normale releer og SSR er; et normalt relé er mekanisk mens SSR ikke er mekanisk. Dette statiske reléet bruker mekanismen til en optokobler for å kontrollere høyeffektbelastninger. I likhet med mekaniske releer gir disse reléene ganske enkelt elektrisk isolasjon mellom to kretser, så vel som en optoisolator fungerer som en bryter mellom to kretser.

Statiske releer har noen fordeler sammenlignet med mekaniske releer som at de kan slås PÅ med veldig lavere likespenning som 3V DC. Disse reléene kontrollerer høye effektbelastninger, koblingshastigheten er høyere sammenlignet med mekaniske releer. Under veksling genererer den ingen lyd, da det ikke er noen mekanisk komponent i reléet.

Hovedhensikten med denne grensesnittet er å måle romtemperaturen og den vil slå PÅ/AV AC basert på romtemperaturen. Til det brukes en DHT22 temperatursensor som er en grunnleggende og rimelig fuktighets- og temperatursensor.

De nødvendige komponentene til dette grensesnittet inkluderer hovedsakelig en Crydom SSR, Arduino, DHT22 temperatursensor, etc. Angi tilkoblingene i henhold til grensesnittet gitt nedenfor.

Denne sensoren bruker en termistor og en kapasitiv fuktighetssensor for å måle omgivelsestemperaturen. Den gir et digitalt utgangssignal på datapinnen. Denne sensoren har en ulempe; du kan bare få nye data fra den etter annethvert sekund. DHT22-temperatursensoren er en oppgradering av DHT11-sensoren, men fuktighetsområdet til denne DHT22-sensoren er mer presis sammenlignet med dht11.

I grensesnittet ovenfor fungerer solid-state-reléet direkte fra Arduinos digitale pinner. Dette reléet trenger 3 til 32 volt likestrøm for å aktivere den andre kretsen. På utgangssiden kan du enkelt koble til en maksimal belastning med 240 volt AC og opptil 40A strøm.

Arduino-kode

Last opp følgende kode til Arduino-brettet.

#include 'DHT.h'
#define DHTPIN 2 //DHT22 digital pin til Arduino pin tilkobling
// Fjern kommentere sensoren du bruker jeg bruker DHT22
//#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Initialiser DHT-sensor.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println(“DHT22 test!”);
pinMode(7, OUTPUT); //SSR slå på/av pin
dht.begin(); //Start sensordrift
}
void loop() {
delay(2000); //2 sekunders forsinkelse
// Avlesning av temperatur eller fuktighet tar omtrent 250 millisekunder!
// Sensoravlesninger kan også være opptil 2 sekunder 'gamle' (det er en veldig treg sensor)
// Les temperaturen som Celsius (standard)
float t = dht.readTemperature();
Serial.print(“Temperatur: “);
Serial.print(t); //Skriv ut temperatur på seriell monitor
Serial.print(' *C ');
if(t<=22){ //Temperatur mindre enn 22 *C slå av AC(Air Conditioner)
digitalWrite(7, LOW);
}
if(t>=23){ //Temperatur høyere enn 22 *C slå på AC(Air Conditioner)
digitalWrite(7, HØY);
}
}

I Arduino-koden ovenfor er biblioteket til DHT-temperatursensoren inkludert først. Dette biblioteket er spesielt gyldig for forskjellige temperatursensorer som DHT11, DHT21 og DHT22, så vi kan bruke disse tre sensorene med et lignende bibliotek.

Her slås AC-en PÅ/AV ved celsius-temperaturen. Hvis romtemperaturen er under 22 grader celsius, vil releet slås AV, og hvis romtemperaturen øker, vil releet slås PÅ og får AC-en til å slå PÅ automatisk. Mellom hver avlesning er det to sekunders forsinkelse for å sikre at temperatursensoren har oppdatert avlesningen eller ikke, noe som ikke er det samme som før avlesningen.

Her er den største ulempen at når romtemperaturen øker til 30 grader, vil releet bli varmt. Så kjøleribbe må installeres med reléet.

Statisk relé vs elektromagnetisk relé

Forskjellen mellom statisk relé og elektromagnetisk relé inkluderer følgende.

Fordeler og ulemper

De fordelene med statisk relé Inkluder følgende.

• Disse reléene bruker svært mindre strøm.
• Dette reléet gir svært rask respons, høy pålitelighet, nøyaktighet og lang levetid, og det er støtsikkert.
• Det inkluderer ikke noen termiske lagringsproblemer
• Denne typen relé forsterker i/p-signalet som øker deres følsomhet.
• Sjansen for uønsket snuble er mindre.
• Disse reléene har maksimal motstand mot støt, slik at de enkelt kan operere i jordskjelvutsatte områder.
• Den trenger mindre vedlikehold.
• Den har veldig rask responstid.
• Disse typer releer gir motstand mot støt og vibrasjoner.
• Den har en veldig rask tilbakestillingstid.
• Den fungerer i en ekstremt lang periode
• Den bruker svært mindre strøm og trekker strøm fra en sekundær likestrømforsyning

De ulemper med statiske releer Inkluder følgende.

• Komponentene som brukes i dette reléet reagerer ekstremt på de elektrostatiske utladningene som betyr uventede elektronstrømmer mellom de ladede objektene. Så spesielt vedlikehold er nødvendig for komponentene slik at det ikke påvirker de elektrostatiske utladningene.
• Dette reléet påvirkes lett av høyspenningsstøt. Så det må tas forholdsregler for å unngå skade gjennom spenningstoppene.
• Reléet fungerer hovedsakelig avhenger av de brukte komponentene i kretsen.
• Dette reléet har mindre overbelastningskapasitet.
• Sammenlignet med det elektromagnetiske reléet er dette reléet ekstremt kostbart.
• Denne relékonstruksjonen påvirkes ganske enkelt av den omkringliggende interferensen.
• Disse reagerer på spenningstransienter.
• Halvlederenhetenes egenskaper som dioder, transistorer osv. som brukes i disse reléene endres av temperatur og aldring.
• Påliteligheten til disse reléene avhenger hovedsakelig av en rekke små komponenter og deres tilkoblinger.
• Disse reléene har mindre overbelastningskapasitet på kort tid sammenlignet med elektromekaniske releer.
• Driften av dette reléet kan ganske enkelt påvirkes på grunn av aldring av komponentene.
• Denne relédriftshastigheten er begrenset av komponentens mekaniske treghet.
• Disse er ikke aktuelt for kommersielle formål.

applikasjoner

De anvendelser av statisk relé Inkluder følgende.

• Disse reléene er mye brukt i veldig høyhastighetsbaserte beskyttelsessystemer for EHV-A.C overføringslinjer med avstandsbeskyttelse.
• Disse brukes også i jordfeil og overstrøms beskyttelsessystemer.
• Disse brukes i lang og middels transmisjonsbeskyttelse.
• Den brukes til å beskytte parallellmatere.
• Det gir backup sikkerhet til enheten.
• Disse brukes i sammenkoblede og T-tilkoblede linjer.

Altså handler dette om en oversikt over et statisk relé – jobbe med applikasjoner. Disse reléene kalles også Solid State Switch som brukes til å kontrollere belastningen ved å slå av og på når utvendig spenningsforsyning er gitt over enhetens inngangsterminaler. Disse reléene er halvlederenheter som bruker solid-state halvleder elektriske egenskaper som MOSFET, transistorer og triac for å utføre inngangs- og utgangsbytteoperasjoner. Her er et spørsmål til deg, hva er et elektromagnetisk relé?